專利名稱：數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療器械，特別涉及一種數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀。
背景技術(shù)：
功能性胃腸病(FunctionalGastrointestinal Disorder, FGID)是指具有慢性和復(fù)發(fā)性的消化道癥狀，但缺乏解剖、生化和病理學(xué)變化證據(jù)的臨床癥候群。胃腸動(dòng)力障礙性疾病(Disorders of Gastrointestinal Motility，DGIM)是指以胃腸運(yùn)動(dòng)功能異常為主要原因的一類疾病。reiD/DGIM是臨床常見病、多發(fā)病，其人群患病率為109Γ30%，就診病人占消化科專科門診的40% 60%。但迄今為止，reiD/DGIM尚無特效治療方法，其治療方法主要依賴促胃腸動(dòng)力、抑酸藥、調(diào)節(jié)內(nèi)臟感覺、抗焦慮抑郁的藥物及心理認(rèn)知治療等，但有的藥物副作用大，有的不能獲得滿意的療效，且停藥后易復(fù)發(fā)，療效易受其他因素的影響。不同的音樂可以對人的生理產(chǎn)生不同的反應(yīng)，如心率和脈搏的速度、血壓、皮膚電位反應(yīng)、肌肉電位和運(yùn)動(dòng)反應(yīng)、內(nèi)分泌和體內(nèi)生化物質(zhì)(腎上腺素、去甲腎上腺素、內(nèi)啡肽、 免疫球蛋白)以及腦電波等等。音樂的節(jié)奏可以明顯地影響人的行為節(jié)奏和生理節(jié)奏，例如呼吸速度、胃腸運(yùn)動(dòng)速度節(jié)奏、心率。另外，不同的音樂可以引起各種非常不同的情緒反應(yīng)。 同時(shí)音樂也是一種獨(dú)特的交流形式，對于音樂而言，最重要的交流意義是非語言的。音樂的這一交流特點(diǎn)對于臨床治療來說是關(guān)鍵的重要因素，特別是當(dāng)語言的努力歸于失敗時(shí)，音樂可以幫助建立起良好的醫(yī)患關(guān)系，而這一關(guān)系正是治療成功的基本動(dòng)力。另外，由于音樂是一種存在于時(shí)間里和由物理結(jié)構(gòu)(空氣分子的震動(dòng))形成的一種現(xiàn)實(shí)存在，因此音樂可以成為一個(gè)有效的媒介來幫助那些從現(xiàn)實(shí)和社會中退縮出來的病人從新回到現(xiàn)實(shí)世界中，建立起與外部現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系?？傊魳返倪\(yùn)用一是能多方面刺激大腦皮層，使病人對外界的感覺減弱；二是能喚起病人的愉快的思想聯(lián)系和情感，暫時(shí)忘卻置身的環(huán)境；三是音樂對中樞神經(jīng)有直接的抑制作用。另外音樂的魅力和愉悅性也會吸引那些社會性退縮的人們參與到音樂的社會活動(dòng)中去，從而改變其自我封閉狀態(tài)。目前，北美、南美、歐洲、澳大利亞及近年亞洲的一些國家都開展了各種形式的音樂治療。近年來，隨著電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，新型音樂電治療儀不斷推出。 法國愛夫爾國際有限公司現(xiàn)在音樂電療儀器研制方面走在了世界的前列，其公司主打產(chǎn)品音樂美胸護(hù)理儀融合當(dāng)代音樂治療學(xué)、心理干預(yù)技術(shù)、中西醫(yī)學(xué)、電子工程學(xué)、自動(dòng)化控制等多種邊緣學(xué)科最新科研成果，在國際上，首次將音樂的心理作用及聲場生理作用、音樂電的獨(dú)特物理治療作用等治療方法，綜合應(yīng)用于女性乳房的保健、護(hù)理。在我國，音樂治療作為現(xiàn)代的學(xué)科是以音樂電療法的創(chuàng)立為標(biāo)志的，研制了海神99-A音樂電治療儀、YP-I音樂電治療儀、音電同步理療機(jī)等。我國醫(yī)務(wù)工作者還將音樂療法、電刺激療法與我國傳統(tǒng)經(jīng)絡(luò)理論相結(jié)合，創(chuàng)造了“音樂電療法”，使祖國的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)又向前發(fā)展了一步。音樂電療雖有幾十年的歷史，音樂電療與音樂電針療法廣泛地應(yīng)用于肌肉扭損傷、坐骨神經(jīng)痛、面神經(jīng)麻痹、神經(jīng)衰弱、初期高血壓、腦中風(fēng)后遺癥、腎結(jié)石的碎石等，但均為單純的物理療法或音樂調(diào)制。迄今為止，尚未見將音樂調(diào)制電流疊加于人體的生物電信號，運(yùn)用生物電諧振原理及生物反饋機(jī)制來進(jìn)行治療的報(bào)道。胃腸起搏領(lǐng)域的研究首先起源于國外，最初以經(jīng)皮內(nèi)窺鏡粘膜吸附電極或腹腔鏡漿膜置入電極短暫脈沖刺激急性實(shí)驗(yàn)為主，起搏方向有逆向起搏和正向起搏，并探索它對胃腸動(dòng)力的影響。這些實(shí)驗(yàn)研究證明了胃腸起搏系統(tǒng)的存在。隨后開展的臨床應(yīng)用研究也證明胃腸起搏刺激對糖尿病胃輕癱、胃食管反流、功能性消化不良、 胃下垂及外科術(shù)后胃腸功能恢復(fù)均有明顯療效。目前國外胃腸起搏的焦點(diǎn)集中在“起搏的最佳參數(shù)”及“起搏方式”的研究。但國外研究以植入式胃腸起搏方案為主，強(qiáng)調(diào)直接作用于胃起搏區(qū)。盡管它具有定位準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，但創(chuàng)傷大，電極容易脫落，非常不便于臨床和家庭使用。國內(nèi)有關(guān)胃腸起搏的研究較晚，目前國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究主要是探討體外胃腸起搏和電針治療胃腸動(dòng)力紊亂性疾病的作用及其機(jī)制，已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。與國外相比，國內(nèi)胃腸起搏治療方案主要立足于體表電刺激起搏和針刺穴位，避免了外科手術(shù)的介入，大大降低使用風(fēng)險(xiǎn)，更有可能適合臨床和家庭的長時(shí)間使用。但其缺點(diǎn)是胃腸起搏波形及頻率單一、起搏參數(shù)相對固定，選擇性刺激作用較弱，易產(chǎn)生適應(yīng)性，起搏的療效單一且不持久，不能滿足臨床個(gè)體化精細(xì)治療的需要。故探索安全有效、無副作用、選擇性刺激作用而不產(chǎn)生適應(yīng)性、使用方便的新方法有十分重要的意義。雖然音樂電療和胃腸起搏在國內(nèi)外興起已有十幾年的歷史，但迄今為止，國內(nèi)外尚無將數(shù)字音樂電流負(fù)載于超低頻胃腸起搏基波的數(shù)字化音樂電胃腸起搏儀及其治療胃腸動(dòng)力障礙性疾病/功能性胃腸病的療效的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀，該治療儀能產(chǎn)生不規(guī)則的、超低中頻混合的多波類正弦脈沖電流，具有超低頻類正弦電流(0. 045-0. 333Hz)及中頻脈沖電流(10- 4000Hz)的特點(diǎn)。刺激電極將負(fù)載于超低頻胃腸起搏基波的數(shù)字化音樂電流信號作用于人體的胃腸起搏點(diǎn)并通過音樂電波激發(fā)胃腸動(dòng)力相關(guān)的調(diào)控穴位(足三里、足陽明經(jīng)穴等)。即患者在使用本實(shí)用新型所述治療儀，可以頭戴耳機(jī)聆聽美妙音樂，同時(shí)接受電極輸出的合成音樂電起搏刺激信號和原始音樂刺激信號，使其輕松愉快獲得胃腸起搏、音樂治療、穴位刺激、神經(jīng)調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)等多重效果。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀，包括音樂信號前置放大電路，音樂片段提取電路，數(shù)字控制載波信號產(chǎn)生電路，載波信號前置放大電路，原始音樂信號功率放大電路和混頻信號合成和信號功率放大電路，所述音樂信號前置放大電路的兩個(gè)輸出端分別與音樂片段提取電路的一輸入端和原始音樂信號功率放大電路的輸入端連接，原始音樂信號功率放大電路的兩個(gè)輸出端分別與耳機(jī)、電極連接；數(shù)字控制載波信號產(chǎn)生電路的輸出端與載波信號前置放大電路的輸入端連接；載波信號前置放大電路的兩個(gè)輸出端分別與混頻信號合成和信號功率放大電路的一個(gè)輸入端、音樂片段提取電路的另一輸入端連接；音樂片段提取電路輸出端與混頻信號合成和信號功率放大電路的另一輸入端連接；混頻信號合成和信號功率放大電路的輸出端與電極連接；其中載波產(chǎn)生電路接收電流信號，產(chǎn)生的特定頻率的載波正弦信號，并傳送給載波信號前置放大電路，載波信號前置放大電路將載波正弦信號放大后，傳送給混頻信號合成電路，實(shí)現(xiàn)與音樂信號的疊加合成，用來產(chǎn)生控制信號實(shí)現(xiàn)音樂片段的提?。灰魳沸盘柷爸梅糯箅娐方邮找魳吩夹盘?，并將原始音樂信號進(jìn)行前置放大傳送給耳機(jī)、音樂片段提取電路和原始音樂信號功率放大電路，音樂片段提取電路將放大后的音樂信號，根據(jù)控制端口的電平的高低，傳送給音樂片段提取電路輸出端或屏蔽音樂信號，混頻信號合成和信號功率放大電路將提取的音樂片段和生成的載波信號疊加，輸出合成音樂電起搏刺激信號。所述數(shù)字控制載波信號產(chǎn)生電路包括單片機(jī)U1、D/A轉(zhuǎn)換器U2和液晶顯示U3，其中單片機(jī)Ul的第18接口端與電阻R20的一端連接，電阻R20另一端連接+5V電源，單片機(jī) Ul的第30、31接口端為外部時(shí)鐘輸入端口，分別連接晶振Xl的兩端；單片機(jī)Ul的第7、8 接口端接+5V電源，第6和29接口端接地；單片機(jī)Ul的第38、39、40、41、2、3、4、5、25、洸接口端D/A轉(zhuǎn)換器U2的10個(gè)輸入端口連接，單片機(jī)Ul的第27接口端連接D/A轉(zhuǎn)換器的讀 /寫接口端；單片機(jī)Ul的第19、20、21、22、23和M接口端分別連接數(shù)字電位器VR2、VR4、 VR1、VR3和VR4的控制端口 ；單片機(jī)第16和17接口端分別連接液晶顯示器U9的使能管腳和清零管腳；單片機(jī)第32、35、36、37、42、43、44、1接口端分別連接液晶顯示器U9的8個(gè)接口端，載波信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器U2的第4位輸出端口與載波信號前置放大電路連接。所述載波前置放大電路為反向比例放大電路，音樂信號前置放大電路為反向比例放大電路U4 ；頻率合成電路和功率放大電路為加法器放大電路；原始音樂信號功率放大電路為反相放大電路。所述音樂片段提取電路包括運(yùn)算放大器U5、電阻和模擬開關(guān)，其中電阻R7的一端與電源連接，另一端與運(yùn)算放大器U5的反向輸入端連接；數(shù)字電位器VRl控制端接單片機(jī)， 電阻兩個(gè)輸出端口分別連接運(yùn)算放大器U5的反向輸入端和地；運(yùn)算放大器U5的正向輸入端與載波信號前置放大電路中運(yùn)算放大器U3的輸出端連接；運(yùn)算放大器U5的輸出端與模擬開關(guān)TO連接，模擬開關(guān)的一個(gè)輸入端與音樂信號前置放大電路中運(yùn)算放大器U4的輸出端連接；模擬開關(guān)的另一個(gè)輸入端與接地，模擬開關(guān)的輸出端與混頻信號合成和信號功率放大電路連接。所述模擬開關(guān)為雙通道輸入單刀雙擲開關(guān)，包括芯片和電容，其中芯片TO的第2 個(gè)輸出腳接電源+12V，第4個(gè)輸出腳接地，第1腳為使能端，接高電平，第1、2個(gè)輸入腳為模擬開關(guān)輸入端，分別接地和音樂輸入信號，第3個(gè)輸出腳為音樂片段輸出端，第3個(gè)輸入腳為控制信號輸入端，輸入為占空比可調(diào)的矩形波信號，電容C6的一端與電源+12V連接，另一端通過電容C7與芯片U6的第3個(gè)輸出腳連接。本實(shí)用新型所述的治療儀，以胃腸起搏、音樂電療理論、心理學(xué)、胃腸運(yùn)動(dòng)電生理學(xué)等為依據(jù)，以生物阻抗技術(shù)、數(shù)字技術(shù)及現(xiàn)代電子技術(shù)為依托，并利用聲、電物理因素的同步作用，病人在頭戴耳機(jī)聆聽美妙音樂的同時(shí)，兩個(gè)刺激電極分別將合成音樂電起搏刺激信號和原始音樂刺激信號，即負(fù)載于超低頻胃腸起搏基波的數(shù)字化音樂電流信號作用于人體的胃腸起搏點(diǎn)，并通過音樂電波激發(fā)胃腸動(dòng)力相關(guān)的調(diào)控穴位(足三里)，驅(qū)動(dòng)胃腸起搏點(diǎn)產(chǎn)生跟隨-諧振效應(yīng)，調(diào)控胃腸動(dòng)力及感覺相關(guān)穴位、胃腸神經(jīng)的功能，并可通過視覺和聽覺，作用于大腦邊緣系統(tǒng)和中樞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并協(xié)調(diào)腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與大腦皮質(zhì)各部分功能間的關(guān)系，對內(nèi)臟和軀體功能起到良好的調(diào)節(jié)作用，可改善神經(jīng)、體液和內(nèi)分泌功能，調(diào)控情緒狀態(tài)，使胃腸各個(gè)細(xì)胞都在做微小和諧的振動(dòng)，激發(fā)能量；并即迫使胃腸起搏點(diǎn)跟隨正常的蠕動(dòng)規(guī)律，加強(qiáng)胃的慢波活動(dòng)，恢復(fù)正常的胃電節(jié)律和波幅，達(dá)到恢復(fù)或協(xié)調(diào)胃腸動(dòng)力功能活動(dòng)。[0014]申請人根據(jù)中醫(yī)針灸的特點(diǎn)，開展針灸對胃動(dòng)力的影響，如電針足三里穴、足陽明經(jīng)穴等穴位的實(shí)驗(yàn)，利用不規(guī)則的，超低中頻混合的多波類正弦脈沖電流，經(jīng)人的體表傳入適宜的起搏信號，觸發(fā)胃電慢波，改善胃電參數(shù)，糾正異常胃電節(jié)律。本實(shí)用新型所述治療儀將多種音樂信號及起搏信號同時(shí)轉(zhuǎn)換成一種多波形、多頻率，不同力度的混合電流，對胃腸起搏點(diǎn)、胃腸動(dòng)力相關(guān)穴位及相關(guān)的神經(jīng)或肌肉，無論處于何種病程，都有一定的選擇性刺激作用，這是其他脈沖電流所沒有的。所述治療儀產(chǎn)生的起搏電流兼具超低頻類正弦電流(0. 045-0. 333Hz )及中頻脈沖電流(10— 4000Hz )。雖然音樂電療和胃腸起搏在國內(nèi)外興起已有十幾年的歷史，但迄今為止，國內(nèi)外尚無將數(shù)字音樂電流負(fù)載于超低頻胃腸起搏基波的數(shù)字化音樂電胃腸起搏儀及其治療胃腸動(dòng)力障礙性疾病/功能性胃腸病的療效的報(bào)道。為此，本治療儀以胃腸起搏、音樂電療、 心理學(xué)、胃腸運(yùn)動(dòng)電生理學(xué)為依據(jù)，以生物阻抗技術(shù)、數(shù)字技術(shù)及現(xiàn)代電子技術(shù)為依托，并利用聲、電物理因素的同步作用，病人在頭戴耳機(jī)聆聽美妙音樂的同時(shí)，刺激電極將負(fù)載于超低頻胃腸起搏基波的數(shù)字化音樂電流信號作用于人體的胃腸起搏點(diǎn)，并通過音樂電波激發(fā)胃腸動(dòng)力相關(guān)的調(diào)控穴位(足三里)，使其獲得胃腸起搏、音樂治療、穴位刺激、神經(jīng)調(diào)節(jié)、 免疫調(diào)節(jié)等多重效果。電生理研究證明，0. 045-0. 333Hz超低頻類正弦電流可興奮胃腸起搏點(diǎn)，IOOHz以下的低頻脈沖電流刺激神經(jīng)，可引起肌肉運(yùn)動(dòng)。對感覺神經(jīng)，50Hz脈沖電流，可引起肌肉明顯的顫動(dòng)，10-200HZ，尤其是IOOHz左右的脈沖電流，可產(chǎn)生鎮(zhèn)痛與鎮(zhèn)靜作用。對植物神經(jīng)，4-20Hz的脈沖電流，可興奮交感神經(jīng)，100-250HZ脈沖電流，可抑制交感神經(jīng)。對血管， 50-100HZ可引起血管擴(kuò)張。10-40HZ脈沖電流，可興奮迷走神經(jīng)。而且，音樂起搏電流中的超低頻內(nèi)正弦部分，不是某種單一的超低頻電流，而是一種隨著音樂節(jié)奏、力度、速度、調(diào)性的變換而改變的。因此，本實(shí)用新型所述治療儀將刺激電極與超低頻胃腸起搏基波的數(shù)字化音樂電流信號疊加，作用于人體的胃腸起搏點(diǎn)并通過音樂電波激發(fā)胃腸動(dòng)力相關(guān)的調(diào)控穴位(足三里)具有一定的選擇性調(diào)節(jié)胃腸運(yùn)動(dòng)功能和鎮(zhèn)痛作用。本實(shí)用新型的單片機(jī)芯片Ul采用MICROCHIP公司的PIC16F877芯片，D/A轉(zhuǎn)換器 U2采用ADIA公司的AD5331芯片，運(yùn)算放大器U3-U5均采用型號為LM324的通用運(yùn)算放大器，模擬開關(guān)的芯片U6采用ADI公司的ADG1219芯片，運(yùn)算放大器U7、U8采用型號為AD823 的軌到軌運(yùn)算放大器，液晶顯示器U9采用IXD12864，數(shù)字電位器VR1-VR5均采用CAT5171
-H-· I I心片。

圖1為本實(shí)用新型的電路框圖；圖2為信號調(diào)理電路圖；圖3為數(shù)字控制電路圖；圖4為模擬開關(guān)電路圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀包括音樂信號前置放大電路，音樂片段提取電路，數(shù)字控制載波信號產(chǎn)生電路，載波信號前置放大電路，原始音樂信號功率放大電路，混頻信號合成和信號功率放大電路，所述音樂信號前置放大電路的兩個(gè)輸出端分別與音樂片段提取電路的一輸入端和原始音樂信號功率放大電路的輸入端連接，原始音樂信號功率放大電路的兩個(gè)輸出端分別與耳機(jī)、電極連接；數(shù)字控制載波信號產(chǎn)生電路的輸出端與載波信號前置放大電路的輸入端連接；載波信號前置放大電路的兩個(gè)輸出端分別與混頻信號合成和信號功率放大電路的一輸入端、音樂片段提取電路的另一輸入端連接；音樂片段提取電路輸出端與混頻信號合成和信號功率放大電路的另一輸入端連接；混頻信號合成和信號功率放大電路的輸出端與電極連接；其中載波產(chǎn)生電路接收電流信號，產(chǎn)生的特定頻率的載波正弦信號，并傳送給載波信號前置放大電路，載波信號前置放大電路將載波正弦信號放大后，傳送給混頻信號合成電路，用來實(shí)現(xiàn)與音樂信號的疊加合成，用來產(chǎn)生控制信號實(shí)現(xiàn)音樂片段的提取；音樂信號前置放大電路接收音樂原始信號，并將原始音樂信號進(jìn)行前置放大傳送給耳機(jī)、音樂片段提取電路和原始音樂信號功率放大電路；原始音樂信號功率放大電路將放大后的音樂信號進(jìn)行功率放大，輸出原始音樂刺激信號；音樂片段提取電路將放大后的音樂信號，經(jīng)根據(jù)控制端口的電平的高低，傳送給音樂片段提取電路輸出端或屏蔽音樂信號，混頻信號合成和信號功率放大電路將提取的音樂片段和生成的載波信號疊加，輸出合成音樂電起搏刺激信號。參見圖2-圖4。其中，圖2包括音樂信號前置放大電路，音樂片段提取電路，載波信號前置放大電路，原始音樂信號功率放大電路和混頻信號合成和信號功率放大電路。數(shù)字控制載波信號產(chǎn)生電路包括單片機(jī)U1、D/A轉(zhuǎn)換器U2和液晶顯示U3，其中，單片機(jī)Ul的18腳與電阻R20的一端連接，電阻R20另一端連接+5V電源，單片機(jī)Ul的30、31 腳為外部時(shí)鐘輸入端口，分別連接晶振Xl的兩端；單片機(jī)Ul的7、8腳接+5V電源，6和四腳接地；單片機(jī)Ul的38、39、40、41、2、3、4、5、25、洸接口端D/A轉(zhuǎn)換器U2的輸入端口 13、 14、15、16、17、18、19、20、1和2腳連接，單片機(jī)Ul的27腳連接D/A轉(zhuǎn)換器的讀/寫接口端 7腳；單片機(jī)Ul的19腳同時(shí)連接數(shù)字電位器VR2、VR5的控制端口管腳4，單片機(jī)Ul的20 腳同時(shí)連接數(shù)字電位器VR2、VR5的控制端口管腳5腳；單片機(jī)Ul的21腳同時(shí)連接數(shù)字電位器VRl、VR3的控制端口管腳4，單片機(jī)Ul的22腳同時(shí)連接數(shù)字電位器VRl、VR3的控制端口管腳5腳；單片機(jī)Ul的23和M腳分別連接數(shù)字電位器VR4的控制端口管腳4和5 ； 單片機(jī)管腳16和17分別連接液晶顯示器U9的使能管腳6和清零管腳4 ；單片機(jī)管腳32、 35、36、37、42、43、44和1連接液晶顯示器U9的7、8、9、10、11、12、13和14腳，載波信號經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換器U2的4位數(shù)字輸出端口輸入到載波信號前置放大電路。所述載波信號前置放大電路包括第3運(yùn)算放大器U3、電阻，其中第3運(yùn)算放大器 U3的13腳(反向輸入端)通過電阻R8與載波信號產(chǎn)生電路中運(yùn)算放大器U2的1腳連接， 運(yùn)算放大器U3的正向輸入端連接12伏直流電源的正向輸入端，電阻Rll的一端接地，另一端與運(yùn)算放大器U3的12腳(正向輸入端)連接；數(shù)字電位器VR3的控制端口接單片機(jī)，兩個(gè)電阻輸出端口分別連接運(yùn)算放大器U3的13腳(反向輸入端)和運(yùn)算放大器U3的14腳(輸出端)連接后再與音樂片段提取電路連接；運(yùn)算放大器U3的14腳(輸出端)與混頻信號合成和信號功率放大電路連接。所述音樂信號前置放大電路包括運(yùn)算放大器U4、電阻和電容，其中音樂信號經(jīng)電容C5、電阻RlO與運(yùn)算放大器U4的9腳(反向輸入端)連接，運(yùn)算放大器U4的10腳(正向輸入端)連接12伏直流電源的正向輸入端。電阻R9的一端接地，另一端與運(yùn)算放大器U4的10腳(正向輸入端)連接；數(shù)字電位器VR2的控制端口接單片機(jī)，兩個(gè)電阻輸出端口分別連接運(yùn)算放大器U4的9腳(反向輸入端)和運(yùn)算放大器U4的8腳(輸出端)連接后再與原始音樂信號功率放大電路連接。所述音樂片段提取電路包括運(yùn)算放大器U5、電阻和模擬開關(guān)，其中電阻R7的一端與12伏直流電源的正向輸入端連接，另一端與與運(yùn)算放大器TO的2腳(反向輸入端)連接； 數(shù)字電位器VRl的控制端口接單片機(jī)，兩個(gè)電阻輸出端口分別連接運(yùn)算放大器TO的2腳 (反向輸入端)和地；運(yùn)算放大器U5的3腳(正向輸入端)與載波信號前置放大電路中運(yùn)算放大器U3的輸出端連接；運(yùn)算放大器U5的1腳(輸出端)與模擬開關(guān)TO連接，模擬開關(guān)TO 的一個(gè)輸入端與音樂信號前置放大電路中運(yùn)算放大器U4的輸出端連接；模擬開關(guān)TO的另一個(gè)輸入端與接地，模擬開關(guān)U6的輸出端與混頻信號合成和信號功率放大電路連接。模擬開關(guān)為雙通道輸入單刀雙擲開關(guān)，其中芯片U6采用ADI公司的ADG1219芯片。芯片TO的2接電源+12V，3腳接地，4腳接負(fù)電源，由于本治療儀為單電源供電，4腳也接地，1腳為使能端，接高電平，5腳和7腳分別為模擬開關(guān)輸入端，分別接地和音樂輸入信號，6腳為音樂片段輸出端，8腳為控制信號輸入端，輸入為占空比可調(diào)的矩形波信號，電容 C6和C7分別為去干擾的耦合電容。所述原始音樂信號功率放大電路包括運(yùn)算放大器U8、電阻和電容，其中電阻R15 的一端與運(yùn)算放大器U8的2腳(反向輸入端)連接；數(shù)字電位器VR5的控制端口接單片機(jī)， 兩個(gè)電阻輸出端口分別連接運(yùn)算放大器U8的2腳(反向輸入端)，和運(yùn)算放大器U8的1腳 (輸出端)，運(yùn)算放大器U8的正向輸入端通過電阻R16接地。運(yùn)算放大器U8的1腳與電極連接。所述混頻信號合成和信號功率放大電路包括運(yùn)算放大器U7、電阻和電容，其中電阻R12的一端與運(yùn)算放大器U3的輸出端連接，另一端與運(yùn)算放大器U7的2腳(反向輸入端)連接；電阻R13的一端與運(yùn)算放大器U6的輸出端連接，另一端與運(yùn)算放大器U7的2腳 (反向輸入端)連接；數(shù)字電位器VR4的控制端口接單片機(jī)，兩個(gè)電阻輸出端口分別連接運(yùn)算放大器U7的2腳(反向輸入端)和運(yùn)算放大器U7的1腳(輸出端)，運(yùn)算放大器U7的正向輸入端通過電阻R14接地。運(yùn)算放大器U7的1腳與電極連接。工作時(shí)，將本治療儀接通電源，電流流過單片機(jī)U1，產(chǎn)生特定頻率的方波，方波信號進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器U2，轉(zhuǎn)換為特定頻率的正弦波載波信號，頻率改變可以通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)；載波信號進(jìn)入反向放大電路U3，調(diào)整VR3實(shí)現(xiàn)幅值放大，VR3的調(diào)整通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)；載波信號經(jīng)過放大以后分兩路輸出，一路用來實(shí)現(xiàn)與音樂信號的疊加合成，另一路用來產(chǎn)生PWM信號實(shí)現(xiàn)音樂片段的提取，PWM信號的占空比改變通過調(diào)整VRl實(shí)現(xiàn)，VR3的調(diào)整通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)；音樂信號通過MP3輸入，經(jīng)過運(yùn)算放大器U4實(shí)現(xiàn)前置放大，放大倍數(shù)改變通過調(diào)整VR2實(shí)現(xiàn)，VR3的調(diào)整通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)；放大以后的信號分兩路輸出，一路直接通過反向放大器U8實(shí)現(xiàn)功率放大，作為原始音樂刺激信號以電流信號的形式通過電極輸出，功率放大倍數(shù)改變通過調(diào)整VR5實(shí)現(xiàn)，VR5的調(diào)整通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn) ’另外一路輸入模擬開關(guān)U6，通過載波信號控制音樂片段的提取，輸出提取后的音樂信號片段； 將提取的音樂片段和生成的載波信號實(shí)現(xiàn)疊加，利用反向加法器U7實(shí)現(xiàn)，同時(shí)利用該運(yùn)算放大器可以對最終合成的刺激信號實(shí)現(xiàn)功率放大，放大倍數(shù)改變通過調(diào)整VR4實(shí)現(xiàn)，VR4的調(diào)整通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)，最終以電流信號的形式通過電極輸出。所有數(shù)字控制參數(shù)的調(diào)整通過控制液晶顯示器U9實(shí)現(xiàn)。 使用本治療儀，病人頭戴耳機(jī)聆聽美妙音樂，同時(shí)還可以接受電極輸出的合成音樂電起搏刺激信號和原始音樂刺激信號，使其輕松愉快獲得胃腸起搏、音樂治療、穴位刺激、神經(jīng)調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)等多重效果。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀，其特征在于所述治療儀包括音樂信號前置放大電路，音樂片段提取電路，數(shù)字控制載波信號產(chǎn)生電路，載波信號前置放大電路，原始音樂信號功率放大電路和混頻信號合成和信號功率放大電路，所述音樂信號前置放大電路的兩個(gè)輸出端分別與音樂片段提取電路的一輸入端和原始音樂信號功率放大電路的輸入端連接，原始音樂信號功率放大電路的兩個(gè)輸出端分別與耳機(jī)、電極連接；數(shù)字控制載波信號產(chǎn)生電路的輸出端與載波信號前置放大電路的輸入端連接；載波信號前置放大電路的兩個(gè)輸出端分別與混頻信號合成和信號功率放大電路的一個(gè)輸入端、音樂片段提取電路的另一輸入端連接；音樂片段提取電路輸出端與混頻信號合成和信號功率放大電路的另一輸入端連接；混頻信號合成和信號功率放大電路的輸出端與電極連接；其中載波產(chǎn)生電路接收電流信號，產(chǎn)生的特定頻率的載波正弦信號，并傳送給載波信號前置放大電路，載波信號前置放大電路將載波正弦信號放大后，傳送給混頻信號合成電路，實(shí)現(xiàn)與音樂信號的疊加合成，用來產(chǎn)生控制信號實(shí)現(xiàn)音樂片段的提??；音樂信號前置放大電路接收音樂原始信號，并將原始音樂信號進(jìn)行前置放大傳送給耳機(jī)、音樂片段提取電路和原始音樂信號功率放大電路，音樂片段提取電路將放大后的音樂信號，根據(jù)控制端口的電平的高低，傳送給音樂片段提取電路輸出端或屏蔽音樂信號，混頻信號合成和信號功率放大電路將提取的音樂片段和生成的載波信號疊加，輸出合成音樂電起搏刺激信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀，其特征在于所述數(shù)字控制載波信號產(chǎn)生電路包括單片機(jī)U1、D/A轉(zhuǎn)換器U2和液晶顯示U3，其中單片機(jī)Ul的第18接口端與電阻R20的一端連接，電阻R20另一端連接+5V電源，單片機(jī)Ul的第30、31接口端為外部時(shí)鐘輸入端口，分別連接晶振Xl的兩端；單片機(jī)Ul的第7、8接口端接+5V電源，第 6和29接口端接地；單片機(jī)Ul的第38、39、40、41、2、3、4、5、25、洸接口端D/A轉(zhuǎn)換器U2的 10個(gè)輸入端口連接，單片機(jī)Ul的第27接口端連接D/A轉(zhuǎn)換器的讀/寫接口端；單片機(jī)Ul 的第19、20、21、22、23和24接口端分別連接數(shù)字電位器VR2、VR4、VRU VR3和VR4的控制端口 ；單片機(jī)第16和17接口端分別連接液晶顯示器U9的使能管腳和清零管腳；單片機(jī)第 32、35、36、37、42、43、44、1接口端分別連接液晶顯示器U9的8個(gè)接口端，載波信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器U2的第4位輸出端口與載波信號前置放大電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀，其特征在于所述載波前置放大電路為反向比例放大電路，音樂信號前置放大電路為反向比例放大電路U4 ；頻率合成電路和功率放大電路為加法器放大電路；原始音樂信號功率放大電路為反相放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀，其特征在于所述音樂片段提取電路包括運(yùn)算放大器U5、電阻和模擬開關(guān)，其中電阻R7的一端與電源連接，另一端與運(yùn)算放大器U5的反向輸入端連接；數(shù)字電位器VRl控制端接單片機(jī)，電阻兩個(gè)輸出端口分別連接運(yùn)算放大器TO的反向輸入端和地；運(yùn)算放大器TO的正向輸入端與載波信號前置放大電路中運(yùn)算放大器U3的輸出端連接；運(yùn)算放大器TO的輸出端與模擬開關(guān)TO連接，模擬開關(guān)的一個(gè)輸入端與音樂信號前置放大電路中運(yùn)算放大器U4的輸出端連接；模擬開關(guān)的另一個(gè)輸入端與接地，模擬開關(guān)的輸出端與混頻信號合成和信號功率放大電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀，其特征在于所述模擬開關(guān)為雙通道輸入單刀雙擲開關(guān)，包括芯片和電容，其中芯片U6的第2個(gè)輸出腳接電源+12V，第 4個(gè)輸出腳接地，第1腳為使能端，接高電平，第1、2個(gè)輸入腳為模擬開關(guān)輸入端，分別接地和音樂輸入信號，第3個(gè)輸出腳為音樂片段輸出端，第3個(gè)輸入腳為控制信號輸入端，輸入為占空比可調(diào)的矩形波信號，電容C6的一端與電源+12V連接，另一端通過電容C7與芯片 U6的第3個(gè)輸出腳連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及數(shù)字化音樂電胃腸起搏治療儀，所述治療儀包括音樂信號前置放大電路，音樂片段提取電路，數(shù)字控制載波信號產(chǎn)生電路，載波信號前置放大電路，原始音樂信號功率放大電路和混頻信號合成和信號功率放大電路。所述治療儀可以同時(shí)輸出音樂、合成音樂電起搏刺激信號和原始音樂刺激信號，使用本治療儀時(shí)，患者可以頭戴耳機(jī)聆聽音樂，同時(shí)接受電極輸出的合成音樂電起搏刺激信號和原始音樂刺激信號，獲得胃腸起搏、音樂治療、穴位刺激、神經(jīng)調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)等多重效果。
文檔編號A61N1/36GK202223759SQ20112039661
公開日2012年5月23日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者楊敏, 楊林, 王正國, 白志宏, 陳東風(fēng) 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院